Türkçe Bilgi logo TürkçeBilgi

Protein Fosforilasyonu

Kısaca: Protein fosforilasyonu, bir proteine bir fosfat grubu (PO4) eklenmesidir. Protein fosforilasyonu pek çok hücresel süreçte önemli bir rol oynar. ...devamı ☟

Protein fosforilasyonu
Protein Fosforilasyonu

Protein fosforilasyonu, bir proteine bir fosfat grubu (PO4) eklenmesidir. Protein fosforilasyonu pek çok hücresel süreçte önemli bir rol oynar. Tarihçe 1906'da Rockefeller Tıp Araştırma Enstitüsü'nde Phoebus A. Levene, vitellin adlı proteininde fosfat olduğunu buldu ve 1933'te, Fritz Lipmann'la ortak çalışması ile, kazeinde fosfoserin bulunduğunu keşfetti. Ancak, Eugene P. Kennedy tarafından enzimatik protein fosforilasyonunun keşfedilmesine kadar yirmi yıl geçmesi gerekti. İşlev Proteinlerin tersinir fosforilasyonu prokaryot ve ökaryotlarda görülen önemli bir düzenleyici mekanizmadır. Protein kinaz ve fosfataz denen enzimler bu düzenleme sürecinin fosforilasyon ve defosforilasyon kısımlarında rol oynarlar. Fosforilasyon ve defosforilasyon sonucu çoğu enzim ve reseptörün yapısında bir biçim (konformasyon) değişimi olur, bunun sonucu bunlar ya aktifleşir veya inaktifleşir. Ökaryotik proteinlerde fosforilasyonu genelde serin, treonin ve tirozin kalıntılarında olur. Prokaryotlarda bazik amino asitler olan histidin, lizin ve arjininde de fosforilasyon olur. ve 18 farklı fosforilasyon konumu vardır. p53'ün etkinleşmesi hücre döngüsünü durdurur. Hücre hasar gördüğü veya hücrenin normal fizyolojisi bozulduğunda bu etkinleşme olur ve bunun sonucunda apoptozis meydana gelir. Etkinsizleşme sinyalinin ardından protein defosforile olur ve çalışması durur. Bu mekanizma çoğu sinyal transdüksiyonu yolunda görülür. Örneğin retinadaki ışığa duyarlı hücrelere gelen ışığa hücrenin tepki vermesinde de bu süreç vardır. Fosforilasyonun düzenleyici rolleri arasında aşağıdakiler bulunmaktadır: * Enerji gerektiren reaksiyonların biyolojik termodinamiği. ** Na+/K+-ATPaz enziminin fosforilasyonu, sodyum (Na+) ve potasyum (K+) iyonlarının hücre zarından taşınmasını düzenler. Hücrelerde osmotik düzenlemeyi sağlayan bu sistem, vücut suyunun homeostazında rol oynar. * Enzim inhibisyonuna aracılık eder ** İnsülin sinyalizasyon yolunun bir parçası olarak, GSK-3 enziminin AKT (Protein kinaz B) tarafından fosforile olur. ** Src adlı tirozin kinazının, Src C-ucu kinaz (C-terminal Src kinase ; Csk) tarafından fosforile edilmesi, enzimin yapısında biçimsel bir değişikliğe neden olur, protein katlanarak kendi kinaz bölgesini kapatır ve çalışmaz hale gelir. * "Tanınma bölgeleri" (recognition domain) aracılığıyla protein-protein etkileşiminde önemlidir. ** Fagositik hücrelerde bulunan çok alt birimli büyük bir protein olan NADPH oksidaz'ın sitozolik altbirimlerinin fosforilasyonu, bu enzimin protein-protein etkileşimlerinin düzenlenmesinde önemli rol oynar. * Protein yıkımında önemlidir. ** Bazı proteinlerin fosforilasyonunun, bunların ATP-bağımlı ubikuitin/proteozom yoluyla yıkımına yol açar. Bu proteinler ancak fosforile oldukları zaman belli ubikuitin ligazlara substrat olurlar.

Sinyalizasyon şebekeleri

Sinyalizasyon yolu fosforilasyon olaylarını açığa kavuşturmak zor olabilir. Hücresel sinyal iletiminde, A proteini B proteini fosforile edebilir ve B de C'yi fosforile edebilir. Ama başka bir sinyalizasyon yolunda, protein D, protein A'yı veya protein C'yi fosforile eder. Fosforile olmuş proteinlerin araştırılması olan Fosfoproteomiks, proteomiks'in bir alt sahasıdır. Fosfoproteomiks gibi global yaklaşımlar ve kütle spektrometri yöntemleri kullanılarak fosforile proteinlerdeki zaman bağlı değişiklikler tespit edilip nicellenmektedir. Karmaşık fosforilasyon şebekelerinin anlaşılması için bu teknikler giderek daha fazla önem kazanmaktadır.

Protein fosforilasyon konumları

Bir hücre içinde binlerce fosforilasyon yeri bulunmaktadır.Çünkü: # Belli bir hücre (örneğin bir lenfosit) içinde binlerce farklı tip protein bulunmaktadır. # Belli bir fizyolojik haldeki hücredeki proteinlerin 1/10 ila 1/2'si fosforiledir. # Belli bir proteinde birden çok fosforilasyon yeri vardır. Belli bir proteinin belli bir konumunun fosforilasyonu onun işlevini veya lokalizasyonu değiştirebildiği için, hücrenin "hal"inın anlaşılması hücredeki proteinlerin fosforilasyon durumunun bilinmesini gerektirir. Örneğin, AKT proteinin serin-473 ("S473") amino asidinin fosforile olmuşsa, AKT genelde bir kinaz olarak etkinleştirilmiş demektir. S473 fosforile olmamışsa AKT inaktif bir kinazdır.

Fosforilasyon tipleri

Farklı fosforilasyon tipleri için ayrıca kinaz maddesine bakınız. Bir proteinde fosforilasyon birkaç farklı amino asitte meydana gelebilir. Serin fosforilasyonu en sık görülür, bunu treonin fosforilasyonu izler. Tirozin forforilasyonu nispeten daha enderdir. Ancak, tirozin fosforile proteinlerin antikorlarla saflaştırılması göreli daha kolay olduğu için, tirozin fosforilasyon konumları daha iyi bilinmektedir. Histidin ve aspartat fosforilasyonu prokaryotlarda iki bileşen sinyalizasyonunda ve ökaryotlarda bazı sinyal transdüksiyon yollarında görülür.

Tespit ve karakterizasyon

Antikorlar bir proteinin belli bir konumda fosforile olup olmadığını tespit etmek için kullanılan etkili gereçlerdir. Antikorlar proteinin fosforile olmaktan kaynaklanan değişik biçimlerine (konformasyonlarına) bağlanabilirler ve böylece bunların varlığını tespitte kullanılabilirler. Böylesi antikorlar fosfo-spesifik antikor olarak adlandırılır; bu tür yüzlerce antikor mevcuttur. Temel araştırmada ve klinik tanı koyma amaçlı testlerde bunlar vazgeçilmez ayıraçlardır. 'ları 1,2 ve 6,5 dolayındadır, dolayısıyla pH 5,5 altında fosfatlar bir negatif yük ekler, ph 6,5 civarında 1,5 negatif yük, pH 7,5 üzerinde 2 negatif yük eklerler. Her bir izoformun göredeli oranı, 2 boyutlu jeldeki protein beneklerinin göreceli boyanma miktarını ölçerek kolayca belirlenebilir. Son yıllarda kütle spektrometrisi ile yapılan büyük çaplı analizler ile protein fosforilasyon konumları belirlenmektedir. Bu yöntemle daha evvelden bilinmeyen binlerce fosforilasyon yeri tespit edilmiştir. Kütle spektrometrisi bu tür analizler için idealdir çünkü bir fosfat grubunun eklenmesi proteinin kütlesi artırır. Ancak, bu tür çalışmalar için kütle ölçümlerindeki hata oranının çok düşük olması gerekmektedir, bu yüzden bu teknoloji ancak yüksek kaliteli kütle spektrometresine sahip laboratuvarlarda yapılabilmektedir. Fosforilasyon konumlarının ayrıntılı bir karakterizasyonu çok zordur ve protein fosforilasyonunun nicelenmesi için dahili izotopik standartlar kullanmak gerekir. Göreceli bir niceleme için çeşitli diferansiyel izotop işaretleme yöntemleri kullanıllabilir. Dış bağlantılar * Mammalian Phosphorylation Resource, fosfo-spesifik antikorlar hakkında bilgileri bütünleştiren bir site * deltaMasses kütle spektrometresi ile fosforilasyon tespiti ve fosforilasyon konum belirlenmesi * Hücrelerdeki bir hedef proteinin konuma özel fosforilasyonunun işlevsel analizi (bir deney protokolu)

Kaynaklar

Vikipedi

Bu konuda henüz görüş yok.
Görüş/mesaj gerekli.
Markdown kullanılabilir.

Fosforilasyon
3 yıl önce

düzeyinde fosforilasyon, reaktif bir ara üründen ADP'ye fosfat grubu aktarımı ile ATP'nin üretildiği bir kimyasal reaksiyondur. Protein fosforilasyonu, proteinlerde...
Oksidatif fosforilasyon
3 yıl önce

solunumda enerjinin en fazla üretildiği evredir. Protein fosforilasyonu Fotofosforilasyon Substrat düzeyinde fosforilasyon Fotosentez Kemosentetik sentez...

Oksidatif fosforilasyon, ATP, Biyokimya, Fotosentez, Glikoliz, Hücre zarı, Mitokondri, Oksijenli solunum, Prokaryot, Sitoplazma, Taslak
Tirozin kinaz
3 yıl önce

Tirozin kinaz, proteinlerdeki tirozin rezidülerine ATP'den fosfat grubu transfer edebilir. Kinazlar yoluyla proteinlerin fosforilasyonu, sinyal iletim...
Protein birincil yapısı
3 yıl önce

olmuş tirozinler proteinlerin birbirine bağlanmasını sağlayan tutacaklar gibi işlev görürler. Serin (Ser) ve treonin (Thr) fosforilasyonu ise genelde konformasyonal...
Protein yapısı
3 yıl önce

Proteinler her organizmada bulunan önemli bir makromolekül sınıfıdır. Proteinler, 20 farklı tip L-α-amino asitten meydana gelen polimerlerdir. Amino asitler...
Adenozin Trifosfat
3 yıl önce

glukoz ve gliserol, glikoliz yoluyla pirüvata dönüştürülürler. Sübstrat fosforilasyonu yoluyla bu aşamada bir miktar ATP pirüvat kinaz ve fosfogliserat kinaz...

Adenozin trifosfat, ADP, Adenozin difosfat, Adenozin monofosfat, Anaerobik, Biyokimya, Enzim, Fermantasyon, Fotosentez, GTP, Glikoliz
Edmond H. Fischer
6 yıl önce

Edwin G. Krebs ile birlikte, proteinlerin aktivasyonunda ve çeşitli hücresel süreçlerin düzenlenmesinde tersinir fosforilasyon mekanizmasını keşfinden dolayı...
Çevrim sonrası değişim
3 yıl önce

genelde çevrim sonrası değişimler sırasında kesilir. Fosforilasyon gibi başka değişimler, proteinlerin davranışlarını kontrol etmek için, örneğin bir enzimi...